《D-5.72-3-250天然气压缩机-计算书》.docVIP

D-5.72/3-250天然气压缩机 第 PAGE 1 页 共 NUMPAGES 1 页 第一部分 热力计算 初始条件 排气量： QN=20Nm3/min 压缩介质： 天然气 （气体组分：CH4:94%；CO2:0.467%；N2:4.019%；C2H6:1.514%） 相对湿度： ψ=100% 吸入压力： PS0=0.4 MPa（绝对压力） 排出压力： Pd 0=25.1 MPa（绝对压力） 大气压力： P0 =0.1 MPa（绝对压力） 吸入温度： tS0=35℃(TS0=308°K) 排气温度： td0=45℃(Td0=318°K) 压缩机转速： n=740rpm 压缩机行程： S=120mm 压缩机结构型式： D型 压缩级数： 4级 原动机： 低压隔爆异步电机，与压缩机直联 一级排气温度： ≤130℃ 初步结构方案 初始条件换算（以下计算压力均为绝对压力） Q= QN×［P0×TS0／（PS0-ψ×Psa）×T0］ 进气温度状态下的饱和蒸汽压为Psa=0.005622 MPa P0 =0.1MPa T0=273°K 其余参数详见初始条件。 Q= 20×［0.1×308／（0.4-1×0.005622）×273］=5.72m3/min 级数的选择和各级压力 要求为四级压缩 总压缩比ε0===62.75 ε10=ε20=ε30=ε40==2.8145 求出各级名义压力如下表 级别 PS0(MPa) Pd0(MPa) 压力比ε0= Ⅰ 0.4 1.1258 2.8145 Ⅱ 1.1258 3.1686 2.8145 Ⅲ 3.1686 8.918 2.8145 Ⅳ 8.918 25.1 2.8145 计算各级排气温度 查各组分气体绝热指数如下： CH4: 94% K=1.308； CO2: 0.467% K=1.30 N2: 4.019% K= 1.40； C2H6: 1.514% K=1.193 =∑＝＋＋＋=3.2464 得K1=K2=K3=K4=1.308 一级进气温度tS1=35℃，考虑回冷不完善，二三四级进气温度取tS2= tS3=tS4=40℃ 级别 吸 气 温 度 压力比 ε0 绝 热指 数K 排 气 温 度 tS0 ℃ TS0 °K Td0= TS0 °K td0℃ Ⅰ 35 308 2.8145 1.308 1.276 393 120 Ⅱ 40 313 2.8145 1.308 1.276 399 126 Ⅲ 40 313 2.8145 1.308 1.276 399 126 Ⅳ 40 313 2.8145 1.308 1.276 399 126 一级排气温度=120℃＜130℃符合初始条件要求。 计算各级排气系数 λH=λVλPλTλg 容积系数λV 相对余隙容积a，取a1=0.2；a2=0.2；a3=0.2；a4=0.2 膨胀过程的多变指数m， m1=1+0.75(K-1)=1+0.75(1.308-1)=1.231 m2=1+0.88(K-1)=1+0.88(1.308-1)=1.271 m3=m4= K=1.308 λV1=1－a1(－1)=1－0.2(－1)=0.736 λV2=1－a2(－1)=1－0.2 (－1)=0.749 λV3=1－a3(－1)=1－0.2(－1)=0.759 λV4=1－a4(－1)=1－0.2 (－1)=0.759 压力系数λP，取λP1=0.98；λP2=0.99；λP3=1；λP4=1 温度系数λT，取λT1=0.96；λT2=0.96；λT3=0.96；λT4=0.96 气密系数λg 漏 气 部 位 相 对 值V 一级 二级 三级 四级 气阀 一级 0.02 二级 0.02 三级 0.02 四级 0.02 活塞环 一级 0.005 二级 0.01 三级 0.02 四级 0.02 一级与一列平衡容积 0.005 二级与二列平衡容积 0.01 0.01 三级与一列平衡容积 0.015 0.015 0.015 四级与二列平衡容积 0.02 0.02 0.02 0.02 填料 一级 0.01 二级 0.01 0.01 三级 四级 总相对损失ΣV 0.095 0.085 0.075 0.06 λg= 0.913 0.922 0.93 0.943 各级排气系数λH如下： 级别 λV λP λT λg λ=λVλPλTλg Ⅰ 0.736 0.98 0.96 0.913 0.632 Ⅱ 0.749